【正文】 根據(jù)船舶在旋回運(yùn)動過程中所受外力特點(diǎn)的變化，以及運(yùn)動狀態(tài)的不同，可將船舶旋回過程劃分為三個階段 旋回圈是指 船舶在作定 速直線運(yùn)動 時(shí)，轉(zhuǎn)一舵 角后，其重 心所描繪的 軌跡。 (5)舵機(jī)性能： 電動液壓舵機(jī)性能較好 。 (4)船舶縱 、 橫傾： 首傾時(shí) ， 舵效較差 ， 適量尾傾舵效好 。 (3)船舶轉(zhuǎn)動慣量 、 排水量： 滿載大船 、 舵效比較差 ， 其表現(xiàn)是起轉(zhuǎn)遲鈍 ， 停轉(zhuǎn)不易 。 (2)舵速： 舵速是由船速 、 伴流和螺旋槳排出流流速三部分組成 。 若轉(zhuǎn)頭角大，則認(rèn)為舵效好，否則，舵效就差。 2)船舶線型系數(shù)判斷法 據(jù)統(tǒng)計(jì)，船速 Vs和船舶長度均較接近的船舶，其航向穩(wěn)定性指數(shù) T與該船的方形系數(shù) Cb和長寬比有密切關(guān)系。當(dāng) TO，則船舶不具有航向穩(wěn)定性。隨著 T值的增大。 動航向穩(wěn)定性是指當(dāng)干擾過去之后，在不用舵糾正的情況下，能盡快地穩(wěn)定于新航向的性質(zhì)。 第二節(jié) 船舶航向穩(wěn)定性與旋回性 一、航向穩(wěn)定性與舵效 船舶航向穩(wěn)定性是指船舶在受外界干擾取得轉(zhuǎn)頭速度 ro后，當(dāng)干擾結(jié)束之后在船舶保持正舵的條件下，船舶所受的轉(zhuǎn)頭阻矩對船體轉(zhuǎn)頭運(yùn)動有何影響，因而船舶轉(zhuǎn)頭運(yùn)動將如何變化的性質(zhì)。 應(yīng)注意的是，當(dāng)測定倒車沖程時(shí)，所測沖程雖確系船舶在下令倒車后航經(jīng)的距離，但由于種種原因，卻并非船舶沿原航向直進(jìn)的距離，因而測定值較沿原航向直進(jìn)距離為大。 六 、 沖程測定 船舶沖程測定時(shí)應(yīng)選無風(fēng)、流影響，水深不低于 3√Bd(B 為船寬， d為吃水 )條件下進(jìn)行。 倒車沖程系稱最短停船距離。前進(jìn)中的船舶由進(jìn)車改為倒車，通稱主機(jī)換向。 該值的極限 ， 即為最后的停車沖程 。 船舶停止后船速的降低情況是當(dāng)主機(jī)剛剛停下時(shí) ， 由于船速較高 ， 所受阻力較大 ，因此 ， 速度下降率很高 ， 而后當(dāng)速度變低時(shí) ， 阻力也將大幅度降低 ， 速度下降率逐漸變緩 ， 甚至一時(shí)難以停住 。 V1)成指數(shù)函數(shù)關(guān)系 ， 減速后 ，經(jīng)過時(shí)間 t， 船舶沖程進(jìn)距離近似為： 式中： C減速常數(shù)，單位為 min。 一般來說 ， 從速度 V。 —— 阻力 (t)。 —— 距離 (m)； △ —— 排水量 (t)； V。 式中： t。V 。 ≈ /R。 △ 為： t。 時(shí)所需時(shí)間 t。 2)無風(fēng)流影響時(shí) ， 測兩次 (一個往返 )求平均值 Vs=(V1 ＋ V2)/2 3)有均勻流影響時(shí) ， 測三次求平均值 Vs=(V1 ＋ 2V2＋ V3)/4 4)有不均流影響時(shí) ， 測四次求平均值 Vs=(V1 ＋ 3V2＋ 3V3＋ V4)/8 式中： V V V V4分別為各單次觀測按次序算出的速度 。 1)疊標(biāo)法； 2)拋板法； 3)定位法 。 3)測試水域應(yīng)足夠廣闊、平靜、風(fēng)流影響甚小，來往船舶較少。 四 、 測速 1)測速時(shí)的主機(jī)輸出功率定為額定功率的 2/ 3/4/ 11/10(過載 )；海面狀況良好可追加 1/4額定 功率的條件 。 港內(nèi)船速是將主機(jī)輸出功率降為常用功率一半左右所得到的船速 。 海上航行中 ， 以節(jié)約燃料消耗和提高營運(yùn)效益為目的 ， 根據(jù)航線條件等特點(diǎn)所確定的船速 。 3)主機(jī)輸出功率與船速的關(guān)系 主機(jī)輸出功率 P約與船速 Vs的立方成正比 ， 即： P ∝ Vs3 或 Vs ∝ ?P 三 、 船速分類 在額定功率轉(zhuǎn)速條件下 ， 船舶在平靜的深水域中取得的船速稱為額定船速 。 該值約為 ～ 。Vp (6)有效功率 (EHP) 有效功是指克服船舶阻力 R而保持一定船速 Vs所需要的功率，它等于船舶阻力與船速的積，即： EHP=R (5)推力功率 (THP) 推力功率是指螺旋槳發(fā)出的推進(jìn)功率 ， 它等于螺旋槳發(fā)出的推力 T與螺旋槳進(jìn)速 Vp的積 。 (3)軸功率 (SHP) 軸功率是指傳遞到與螺旋槳尾軸相接的中間軸上的功率 ， 主要用于汽輪機(jī) 。 種 類 輸出功率比 最大持續(xù)輸出功率 100％ 常用 (海上 )輸出功率 80％～ 90％ 過載 (應(yīng)急 )輸出功率 105％～ 110％ 倒車輸出功率 40％～ 60％ 1)功率種類 (1)指示功率 (IHP) 指示功率是指在主機(jī)的氣缸內(nèi)產(chǎn)生的功率 ， 主要用于蒸汽機(jī) 。 上述輸出功率的相互比例，將因主機(jī)的種類和新舊程度不同而不同，一般情況下如下表所示。 3)過載輸出功率 指可供短時(shí)間使用的超過最大持續(xù)輸出功率的輸出功率 。 二 、 主機(jī)功率 主機(jī)輸出功率通常有： 1)最大持續(xù)輸出功率 主機(jī)能安全持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大輸出功率 ， 是主機(jī)標(biāo)稱輸出功率 ， 可作為船舶主機(jī)強(qiáng)度計(jì)算的基礎(chǔ) 。 根據(jù)滑失定義可知 ， 船體污損越重 ， 海面狀況越壞 ， 同樣轉(zhuǎn)速下船速越低 ， 滑失則越大；發(fā)出的推力 ， 乃至主機(jī)所受負(fù)載也就越大 。 推進(jìn)器理論上應(yīng)能前進(jìn)的速度 nP與螺旋槳進(jìn)速 Vp之差稱為滑失 S。 對于給定的螺旋槳 ， 它所產(chǎn)生推力 T和轉(zhuǎn)矩 MQ的大小與其轉(zhuǎn)速 n、 船速 Vs， 以及螺旋槳軸在水下的沉深有關(guān) 。吸入流的特點(diǎn)是流速較慢、范圍較大，流線幾乎相互平行；排出流的特點(diǎn)是流速較快，范圍較小。倒車 時(shí)，則產(chǎn)生指向船尾的拉力。增加得較緩慢，在船速較高時(shí)，基本阻力則增加得較快。 其變化規(guī)律為： 基本阻力 R。從海船角度看，對于給定的船舶，其基本阻力 R。 =Rf+Rr=Rf+Re+Rw △ R =RF+RA+Ax+RR 摩擦阻力決定于船體的濕表面積 S，表面粗糙度和船速，在一般商船速度范圍內(nèi)約占全部阻力的 70％～ 80％ 。船 舶 操 縱 第一章 船舶操縱性能 第一節(jié) 船速與沖程 一、船速與阻力、推力的關(guān)系 R =R。 +△ R R。剩余阻力決定于船體形狀和船速，約與船速 2～ 3次方成正比。的大小與船舶吃水、航速有關(guān)。隨船舶吃水 d的增加而增加；隨船速的提高而增加，在船速較低時(shí)基本阻力 R。 船舶推力是指轉(zhuǎn)動的螺旋槳 推水向后，水對螺旋槳的反作 用力在船首方向的分量。 流向螺旋槳盤面的流稱為吸入 流，離開螺旋槳盤面的流稱為排出流。水流旋轉(zhuǎn)激烈。 船速 Vs一定時(shí) ， 推力 T與轉(zhuǎn)速 n2成正比 ， 轉(zhuǎn)矩 MQ也與 n2成正比；當(dāng)轉(zhuǎn)速 n一定時(shí) ， 則相應(yīng)方向的船速Vs越低 ， 螺旋槳推力 T越大 ， 轉(zhuǎn)矩 MQ也越大 。 其表達(dá)式為： S=nPVp 滑失 s與 nP之比稱為滑失比 Sr， 其表達(dá)式為： Sr =(nPVp) =1Vp/nP 如用船速 Vs代替 Vp， 則分別稱為虛滑失和虛滑失比 。 在操縱中可借助提高滑失以增加舵效 。 2)常用輸出功率 為取得海上船速而經(jīng)常使用的主機(jī)輸出功率即常用功率 。 4)倒車輸出功率 指船舶倒車時(shí)的最大輸出功率 。 進(jìn)港航行或霧航時(shí)往往需要備車，此時(shí)的輸出功率也稱備車輸出功率，通常約為最大持續(xù)輸出功率的 50％～ 60％。 (2)制動功率 (BHP） 制動功率是指輸出于主機(jī)之外可實(shí)際加以利用的功率，主要用于柴油機(jī)。 (4)收到功率 (DHP) 收到功率是指通過船尾軸管后向螺旋槳提供的功率。 即： THP=TVs 2)各功率之間的關(guān)系 (1)傳送效率 η c 傳送效率是螺旋槳收到功率與主機(jī)功率 (MHP)之比：η c=DHP/MHP （ 該值通常為 ～ ） (2)推進(jìn)器效率 η p 推進(jìn)器效率是有效功率與收到功率之比： η p=EHP／ DHP （ 該值約為 ～ ） (3)推進(jìn)效率 推進(jìn)效率是有效功率與主機(jī)機(jī)器功率之比 。 這就是說 ， 主機(jī)發(fā)出功率變?yōu)榇巴七M(jìn)有效功率后已損失了將近一半 。 在海上常用輸出功率轉(zhuǎn)速條件下 ， 船舶在平均的深水域中取得的船速稱為海上船速 。 一般情況下 ， 經(jīng)濟(jì)船速應(yīng)較海上船速為低 。 此時(shí)最高轉(zhuǎn)速可定為海上常用轉(zhuǎn)速的 80％ 。 2)船舶吃水以滿載狀態(tài)最為理想 。具備的水深以不影響船舶阻力為準(zhǔn)，例如 VLCC之類的船舶應(yīng)在 4d以上的深水域測速，而高速貨船則需要 10d以上的深水域測速 (d為船舶實(shí)際吃水 )。 3． 使用疊標(biāo)法測速時(shí)的計(jì)算方法 1)求單次觀測的速度值 Vt(kn) Vt= St?3600/ti 式中： St—— 兩對測間距 (n mile)； ti—— 經(jīng)過兩測標(biāo)方位線所用的時(shí)間 (s)。 五 、 船舶變速和沖程 根據(jù)理論推導(dǎo) ， 船舶由靜止?fàn)顟B(tài)開進(jìn)車達(dá)到定常速度 V。 和航進(jìn)距離 S。 ≈ V 。 S。 △ 2/R。 —— 時(shí)間 (min)； S。 —— 最終速度 (